(57)【要約】【課題】  色相がほぼ同一で反射濃度の異なる２種類のトナーの混合比を所定の範囲に制御するのに適した構成を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  装置は、色相がほぼ同一で反射濃度が異なる２種類のトナーを混合した混合現像剤を収容する現像剤収容器１４Ｃを有する現像装置１０Ｃと、現像剤収容器に対し２種類のトナーＴＬ，ＴＨを補給する補給装置６４Ｃと、現像剤収容器１４Ｃが混合現像剤ニアエンプティであるか否かを検出するセンサ６２Ｃと、現像剤収容器１４Ｃ内のトナーの混合比を計測するとともに計測したトナー混合比およびセンサ６２Ｃによる検出結果に応じて、混合比が予め決められた範囲となるよう補給装置６４Ｃを制御するコントローラ７４と、を備える。【選択図】図６
2006047732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色相がほぼ同一で反射濃度が異なる２種類のトナーを混合した混合現像剤を収容する混合現像剤収容器を有する現像装置と、
混合現像剤収容器に対し上記２種類のトナーを補給する補給装置と、
混合現像剤収容器内のトナーの混合比を計測する混合比計測手段と、
混合現像剤収容器が混合現像剤エンプティであるか否かを検出する検出手段と、
混合比計測手段により計測されたトナー混合比および検出手段による検出結果に応じて、上記混合比が予め決められた範囲となるよう補給装置を制御する制御手段と、
を備えた電子写真方式による画像形成装置。
【請求項２】
上記範囲は、第１の閾値以上第２の閾値以下で定義され、
混合比は、混合現像剤収容器内の混合現像剤中の低反射濃度トナーの割合が大きくなるに伴って大きくなるように定義され、印字枚数が増えるにしたがって第１の閾値を大きくなるように設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記範囲は、第１の閾値以上第２の閾値以下で定義され、
混合比は、混合現像剤収容器内の混合現像剤中の低反射濃度トナーの割合が大きくなるに伴って小さくなるように定義され、印字枚数が増えるにしたがって第２の閾値を小さくなるように設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
色相がほぼ同一で反射濃度が異なる２種類のトナーを混合した混合現像剤を収容する混合現像剤収容器を有する現像装置と、
混合現像剤収容器に対し上記２種類のトナーを補給する補給装置と、
混合現像剤収容器内のトナーの混合比を計測する混合比計測手段と、
混合現像剤収容器が混合現像剤エンプティであるか否かを検出する検出手段と、
混合比計測手段により計測されたトナー混合比および検出手段による検出結果に応じて、上記混合比が予め決められた範囲となるよう補給装置を制御する制御手段と、
を備えた現像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリやそれらの複合機など電子写真方式による画像形成装置に関する。本発明は特に、色相がほぼ同一で反射濃度の異なる複数種類のトナーを有する混合現像剤を用いた画像形成装置に関する。本発明はまた、画像形成装置に用いられる現像ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイライト部を含む画像の画質を高めつつ現像剤の消費量を抑制するために、色相が同一で反射濃度が異なる２種類のトナーからなる混合現像剤を利用した画像形成装置が例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
この装置では、低反射濃度のトナーの帯電量を高反射濃度のトナーの帯電量よりも小さくし、これにより低反射濃度トナーを高反射濃度トナーに比べて現像ローラから感光体ドラムに供給し易くしてある。したがって、感光体ドラム上の（露光量が少なくしたがって電位減衰レベルの小さな）低濃度の潜像領域を現像する場合、低反射濃度トナーが主に用いられることになる。これにより、反射濃度の高いトナーのみを用いた場合に生じうる濃度ムラを抑制し、粒状性のないきめ細やかな画像を得ることができる。
【０００４】
また、現像装置内の高反射濃度トナーの量を低反射濃度トナーよりも多く設定している。したがって、感光体ドラム上の（露光量が多くしたがって電位減衰レベルの大きな）高濃度の潜像領域を現像する場合、高反射濃度トナーが主に用いられることになる。これにより、反射濃度の低いトナーのみを用いて感光体ドラム上の高濃度の潜像領域を現像する場合に比べて現像剤の消費量を抑制できる。
【０００５】
なお、特許文献２には、テストパッチ画像を感光体ドラム上に形成して該画像の反射濃度を検出し、テストパッチ画像の検出反射濃度が減少すると低反射濃度トナーをトナーホッパから補給する画像形成装置が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−９８７１２号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記画像形成装置において、印字枚数が増えても安定して良好な画質を得るためには、現像剤の２種類のトナーの混合比を予め決められた範囲内に制御する必要がある。
【０００７】
そこで、本発明は、色相がほぼ同一で反射濃度の異なる２種類のトナーの混合比を所定の範囲に制御するのに適した構成を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明はまた、上記画像形成装置に用いられる、現像装置および補給装置を備えた現像ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置の一態様は、
色相がほぼ同一で反射濃度が異なる２種類のトナーを混合した混合現像剤を収容する混合現像剤収容器を有する現像装置と、
混合現像剤収容器に対し上記２種類のトナーを補給する補給装置と、
混合現像剤収容器内のトナーの混合比を計測する混合比計測手段と、
混合現像剤収容器が混合現像剤エンプティであるか否かを検出する検出手段と、
混合比計測手段により計測されたトナー混合比および検出手段による検出結果に応じて、上記混合比が予め決められた範囲となるよう補給装置を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
ここで、混合現像剤収容器が混合現像剤エンプティであるとは、混合現像剤の残量が所定量以下であるが、現像装置から像担持体上の潜像に混合現像剤を供給して得た画像の画質を保証するある程度の量の混合現像剤が混合現像剤収容器に残っている状態（混合現像剤ニアエンプティ）を表す。
【００１０】
本発明に係る現像ユニットは、
色相がほぼ同一で反射濃度が異なる２種類のトナーを混合した混合現像剤を収容する混合現像剤収容器を有する現像装置と、
混合現像剤収容器に対し上記２種類のトナーを補給する補給装置と、
混合現像剤収容器内のトナーの混合比を計測する混合比計測手段と、
混合現像剤収容器が混合現像剤エンプティであるか否かを検出する検出手段と、
混合比計測手段により計測されたトナー混合比および検出手段による検出結果に応じて、上記混合比が予め決められた範囲となるよう補給装置を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、混合現像剤収容器内の混合現像剤のトナー混合比が予め決められた範囲内になるようトナーの補給制御を行うので、印字枚数が増えても安定して良好な画質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る一実施形態であるカラープリンタを示す。プリンタ２は、像担持体として図面時計回り方向に回転駆動可能な感光体ドラム４を備える。感光体ドラム４の周囲には、該ドラムの回転方向に沿って帯電装置６、露光装置８、４つの現像装置１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ、および一次転写装置１２が順に配置されている。
【００１４】
帯電装置６は、感光体ドラム４の表面を一様に帯電する（表面電位Ｖ０）ためのものである。露光装置８は、画像データに応じてレーザ光８ａを感光体ドラム４上に選択的に照射し、これにより感光体ドラム上に潜像を形成するためのものである。
【００１５】
各現像装置１０Ｃ〜１０Ｋは、感光体ドラム４に対応するトナーを供給して潜像を顕像化するためのものである。詳しくは、現像装置１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋはそれぞれ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｙ）の現像剤をそれぞれ収容する現像剤収容器１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，１４Ｋと、図面反時計回り方向に回転可能に不図示のモータに駆動連結された現像ローラ１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｋとを備える。各現像ローラ１６Ｃ〜１６Ｋが回転することで、現像ローラ表面に付着した現像剤が現像ローラと感光体ドラム４との対向領域に搬送され、そこで現像剤が感光体ドラムの潜像領域に転写されることになる。各現像ローラ１６Ｃ〜１６Ｋには、バイアス電圧ＶＢが印加されている。
【００１６】
現像剤収容器（混合現像剤収容器）１４Ｃ内のシアン現像剤は、色相がほぼ同一で低反射濃度および高反射濃度の２種類のトナーからなる（キャリアを含まない意味で）「一成分」の混合現像剤である。同様に、現像剤収容器（混合現像剤収容器）１４Ｍ内のマゼンタ現像剤は、色相がほぼ同一で低反射濃度および高反射濃度の２種類のトナーからなる一成分混合現像剤である。現像剤収容器１４Ｙ内のイエロー現像剤は、１種類のイエロートナーからなる。同様に、現像剤収容器１４Ｋ内のブラック現像剤は、１種類のブラックトナーからなる。混合現像剤であるシアン現像剤およびマゼンタ現像剤については後でさらに詳しく述べる。
【００１７】
一次転写装置１２は中間転写ベルト１８を備える。中間転写ベルト１８は、ポリカーボネートなどの樹脂シートからなり、中間転写ベルトの表面電気抵抗値が１０５〜１０１２Ω／ｃｍ２程度となるよう樹脂シートにはカーボンブラックが分散されている。中間転写ベルト１８は、５つのローラ２０，２２，２４，２６，２８の外周で支持されている。ローラ２２は、中間転写ベルト１８にテンションを与えるテンションローラである。ローラ２０は不図示のモータに駆動連結されている。ローラ２０が回転することで、ローラ２２，２４，２６，２８が回転し、中間転写ベルト１８が図面反時計回り方向に回転することになる。ローラ２６、２８間の中間転写ベルト１８部分は、感光体ドラム４の外周と接触して、感光体ドラム上のトナー画像（シアントナー画像、マゼンタトナー画像、イエロートナー画像、またはブラックトナー画像）が中間転写ベルトに転写される一次転写領域３０を形成している。
【００１８】
中間転写ベルト１８の回転方向に関してローラ２４の直ぐ上流側のベルト部分３４に対向して、図面時計回り方向に回転する二次転写ローラ３２が設けてある。二次転写ローラ３２は、シリコーンやウレタンなどの発泡ゴム材からなり、二次転写ローラの表面電気抵抗値が１０５〜１０１２Ω／ｃｍ２程度となるよう発泡ゴム材にはカーボンブラックが分散されている。ベルト部分３４と二次転写ローラ３２は、矢印方向に沿ってシート（記録媒体）Ｓが通過しこれにより中間転写ベルト１８上の重ね合わせトナー画像（後述）がシート上に転写される二次転写領域３６を形成している。
【００１９】
かかる構成を備えたプリンタ２において、コントローラ（後述）は帯電装置６を駆動して感光体ドラム４表面を一様に帯電させる。コントローラは、画像メモリ（図示せず）に記憶されたカラー画像データに基づいて制御信号を生成し、露光装置８に送出する。露光装置８は、感光体ドラム４上にレーザ光８ａを選択的に照射する。その結果、レーザ光８ａが照射された表面部分の電位は減衰し、感光体ドラム４上にシアン用の潜像が形成される。感光体ドラム４上のシアン用潜像は、該潜像に現像装置１０Ｃにより混合シアン現像剤が供給されることにより顕像化されて、シアントナー画像が形成される。シアントナー画像は、感光体ドラム４の回転により一次転写領域３０に搬送され、中間転写ベルト１８上に転写される。
【００２０】
次に、混合マゼンタ現像剤を用い同様にして感光体ドラム４上に形成されたマゼンタトナー画像は、シアントナー画像と重ね合わさるように中間転写ベルト１８上に転写される。続いて、単一のイエロー現像剤を用い同様にして感光体ドラム４上に形成されたイエロートナー画像は、シアンおよびマゼンタトナー画像と重ね合わさるように中間転写ベルト１８上に転写される。その後、単一のブラック現像剤を用い同様にして感光体ドラム４上に形成されたブラックトナー画像は、シアン、マゼンタ、およびイエロートナー画像と重ね合わさるように中間転写ベルト１８上に転写される。
【００２１】
重ね合わせ画像は、中間転写ベルト１８の移動により二次転写領域３６に搬送される。他方、シートＳは、不図示のシート供給カセットから二次転写領域３６に供給される。重ね合わせ画像は、二次転写ローラ３２の作用により二次転写領域３６を通過するシートＳに転写される。
【００２２】
カラートナー画像が形成されたシートＳは不図示の定着装置に供給され、カラートナー画像がシートＳに定着される。
【００２３】
次に、感光体ドラム４に形成される潜像および混合現像剤について詳しく説明する。プリンタ２は、階調を表現するためにレーザビーム８ａのパルス幅変調制御を行う。したがって、潜像は、電位減衰レベルの小さな「低濃度」領域と電位減衰レベルの大きな「高濃度」領域とを含む。レーザ照射時間が比較的短ければ、感光体ドラム表面の電位減衰は小さく（電位は飽和せず）、したがって低濃度領域が形成される。他方、レーザ照射時間が十分長ければ、感光体ドラム表面の電位減衰は大きく（電位は飽和）、したがって高濃度領域が形成される。本願において、低濃度の潜像領域および高濃度の潜像領域はそれぞれ現像剤が供給されてハイライト部およびシャドウ部が形成される領域を表す。
【００２４】
上述したように、シアン現像剤は、色相がほぼ同一で反射濃度の異なる２種類のトナーからなる混合現像剤である。現像剤収容器１４Ｃ内の現像剤の混合比は、ＲＬ以上となるように調整される。本実施形態では、混合比を低反射濃度トナーの高反射濃度トナーに対する重量比と定義するが、別の定義を用いてもよい。上述の定義に従えば、ＲＬは０より大きく１より小さな値である。すなわち、現像剤収容器１４Ｃ内には、高反射濃度シアントナーが低反射濃度シアントナーよりも多く混合されている。
【００２５】
図２（ａ），（ｂ）は、低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーの例を示す。図２（ａ）の例では、高反射濃度トナー４０Ｈは、樹脂４２に着色剤４４Ｈおよび帯電制御剤４６を分散してなる。外添処理剤４８を添加してもよい。低反射濃度トナー４０Ｌは、着色剤４４Ｌが着色剤４４Ｈより反射濃度が低い点を除いて高反射濃度トナー４０Ｈとほぼ同一である。図２（ｂ）の例では、着色剤４４Ｈ，４４Ｌの反射濃度を同一にし、樹脂４２に対する着色剤４４Ｈの重量比を着色剤４４Ｌの場合よりも大きくしている。後者の例では、一例として、混合比の適正な範囲を０．４５以上とし、上記重量比を低反射濃度シアントナーでは４％、高反射濃度シアントナーでは１０％とする。
【００２６】
現像装置１０Ｃの現像ローラ１６Ｃに対する低反射濃度シアントナーの付着力を高反射濃度トナーに比べて小さくし、これにより低反射濃度シアントナーが感光体ドラム４により容易に付着できるようにするために、低反射濃度シアントナーの帯電量を高反射濃度シアントナーに比べて小さくしている。これを実現するために、低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーとで平均粒径を異ならせてもよいし、各シアントナーに添加する電荷制御剤などの後処理剤の量を異ならせてもよい。
【００２７】
代わりに、低反射濃度シアントナーは、高反射濃度シアントナーに比べて球形度を大きくし、これにより現像ローラ１６Ｃに対する低反射濃度シアントナーの付着力を高反射濃度トナーに比べて小さくしてもよい。
【００２８】
図３および４を参照して、低反射濃度および高反射濃度シアントナーからなる混合シアン現像剤の特性について説明する。図３は、バイアス電圧ＶＢが印加された現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差の関数として、感光体ドラム上に付着する低反射濃度シアントナーおよび高反射濃度シアントナーの各量を示す。
【００２９】
図３に示すように、現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差が比較的小さければ、低反射濃度シアントナーと現像ローラとの間の付着力は高反射濃度シアントナーの場合に比べて小さいので、低反射濃度シアントナーが主として潜像領域に供給される。現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差がある値ΔＶ１よりも小さい場合、電位差が大きいほど、感光体ドラムの潜像領域に供給される低反射濃度シアントナーの量は多い。電位差がΔＶ１よりも大きい場合、感光体ドラムに供給される低反射濃度シアントナーの量は実質的に一定である（すなわち低反射濃度トナーの供給量は飽和する。）。これは、電位差がある程度大きければ、潜像領域に対向する混合シアン現像剤中の大部分の低反射濃度シアントナーが潜像領域に供給されることを意味する。
【００３０】
他方、現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差が比較的小さければ、該潜像領域に供給される高反射濃度シアントナーの量は少ない。しかしながら、現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差が大きいほど、電位差がある値ΔＶ２よりも小さければ、感光体ドラムの潜像領域に供給される高反射濃度シアントナーの量は多い。電位差がΔＶ２よりも大きい場合、感光体ドラムに供給される高反射濃度シアントナーの量は実質的に一定である（すなわち高反射濃度トナーの供給量は飽和する。）。これは、電位差が十分大きければ、潜像領域に対向する混合シアン現像剤中の大部分の高反射濃度シアントナー（したがって潜像領域に対向する大部分の混合シアン現像剤）が潜像領域に供給されることを意味する。電位差がΔＶ２より大きい場合の感光体ドラムに供給される２種類のシアントナーの重量比は、現像剤収容器内の２種類のシアントナーの混合比とほぼ同一である。なお、図３において、電位差ΔＶ３は、感光体ドラムの潜像領域の電位が飽和する値を示す。
【００３１】
図４は、感光体ドラム上の潜像領域（２つ）と現像ローラとの間の電位差と、潜像領域に供給される２種類のシアントナー量の比と、の間の関係を模式的に示す。潜像領域５０は、図３の電位差ΔＶ４に対応する低濃度領域（ハイライト部に対応）である。潜像領域５２は、図３の電位差ΔＶ２に対応する高濃度領域（シャドウ部に対応）である。図に示すように、低濃度領域５０には、高反射濃度シアントナー５６に比べて多くの低反射濃度シアントナー５４が供給される。他方、高濃度領域５２には、低反射濃度シアントナー５４に比べて多くの高反射濃度シアントナー５６が供給される。
【００３２】
上記説明から明らかなように、高濃度の潜像領域（シャドウ部に対応）を現像する際においても低反射濃度シアントナーが供給されることは避けられない。したがって、高濃度の潜像領域を現像する場合に、１種類のシアントナーのみを利用する従来の画像形成装置と同一の付着量で同一の画像濃度を得るためには、本実施形態に係るプリンタ２に用いられる高反射濃度シアントナーは、従来の画像形成装置で用いられるシアントナーよりも反射濃度を大きくする必要がある。一例として、従来の単一のシアントナーの樹脂に対する着色剤の重量比が８％の場合、高反射濃度シアントナーの上記重量比を１０％とする。
【００３３】
以上のように、低濃度の潜像領域（ハイライト部に対応）を現像するのに低反射濃度シアントナー５４が主として用いられる。このことはマゼンタ現像剤に関しても成り立つ。したがって、プリンタ２は、低濃度の潜像領域を主に低反射濃度トナーで現像することで粒状性のないきめ細やかな画像を可能にする。
【００３４】
シアンおよびマゼンタ現像剤に関し、写真画像など比較的多くのハイライト部を含む画像をプリンタ２を用いて連続印刷する場合、多量の低反射濃度トナーが消費される。その結果、現像剤中の単位体積当たりの低反射濃度トナー量は減少する。このため、現像ローラから低濃度潜像領域に供給される高反射濃度トナー量が増加し、画像の粒状性が増加する。低反射濃度トナー量が減少するほど現像剤の上記混合比は小さくなる。そこで、プリンタ２は、シアンおよびマゼンタ現像剤の各混合比を制御して予め決められた適正な値ＲＬ以上となるように構成してある。
【００３５】
一方、文字画像など多くのシャドウ部を含む画像を連続印刷する場合、高反射濃度トナーの消費量は多いが現像剤収容器内の混合比とほぼ同一の割合（重量比）で高反射濃度トナーと低反射濃度トナーが消費され続けることになるので混合比は上昇することはない。但し、後述するように現像装置に補給装置からあまりに多くの低反射濃度トナーを補給すると、その後多くのシャドウ部を含む画像を印刷する場合に多量の低反射濃度トナーが消費されることになる。低反射濃度トナーの消費量を抑制するため、混合比の上限ＲＨを設定し、トナーを補給する際には混合比が上限を超えないように補給装置からのトナー補給量を制御する必要がある。
【００３６】
トナー混合比を計測する目的のため、シアンおよびマゼンタ現像剤に関して、高反射濃度トナーのみに、鉄粉、フェライト、磁性微粒子等の磁性体を添加させる。すなわち、シアンおよびマゼンタの各現像剤は磁性トナーと非磁性トナーからなる。したがって、混合現像剤が消費されると、該現像剤の混合比が変化し、その結果、現像剤の透磁率（２種類のトナーの混合比に応じて変動する見かけ上の透磁率）が変化する。代わりに、磁性体を低反射濃度トナーのみに添加してもよい。
【００３７】
図１を参照して、現像装置１０Ｃ，１０Ｍはそれぞれ、現像剤収容器１４Ｃ，１４Ｍ内のシアンおよびマゼンタ現像剤の混合比を計測するのに利用する信号を発生するセンサ６０Ｃ，６０Ｍを収容器底壁部に備える。各センサ６０Ｃ，６０Ｍは、単位体積当たりの混合現像剤の透磁率を検出するインダクタンス検出型センサで、透磁率を表す電気信号（電圧信号）を送出するようになっている。図５に示すように、センサ６０Ｃ，６０Ｍは透磁率が低くなるほど（非磁性低反射濃度トナーの割合が大きくなるほど）検出電圧は大きくなるように設定されており、センサ６０Ｃまたは６０Ｍから出力されるｖＬ以上ｖＨ以下の電圧が、混合比の下限ＲＬ以上ＲＨ以下に対応する。
【００３８】
現像装置１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋはそれぞれ、画質を保証するある程度の量の現像剤が収容器１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，１４Ｋに残っているか否か（言い換えれば、現像装置（の現像剤収容器）がニアエンプティであるか否か）を検出するエンプティセンサ６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｙ，６２Ｋを収容器側壁部に備える。エンプティセンサは、例えば、発光素子および受光素子を備えた光学式センサである。発光素子から出射した光が現像剤により遮光されて受光素子に入射しない場合、エンプティセンサは信号を出力しない。この場合、収容器には十分な量の現像剤が残っている。発光素子から出射した光が受光素子に入射する場合、エンプティセンサは信号を出力する。この場合、収容器には現像剤が僅かしか残っておらず画質が保証できなくなる。
【００３９】
現像装置１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋにはそれぞれ、現像装置に各現像剤を補給するための補給装置６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｋが連結されている。より詳しくは、図６に示すように、補給装置６４Ｃは、低反射濃度シアントナーＴＬおよび高反射濃度シアントナーＴＨをそれぞれ収容する２つの収容器６６Ｌ，６６Ｈと搬送スクリュ６８Ｌ，６８Ｈとを備える。搬送スクリュ６８Ｌ，６８Ｈは、低反射濃度シアントナーＴＬおよび高反射濃度シアントナーＴＨを搬送路６９Ｌ，６９Ｈを介して補給口７０Ｌ，７０Ｈまで搬送して現像剤収容器１４Ｃに落下させるためのものである。現像剤収容器１４Ｃは、低反射濃度および高反射濃度シアントナーを撹拌して混合するためのアジテータ（図示せず）を備える。スクリュ６８Ｌ，６８Ｈは、駆動回路７２に電気的に接続されたモータ７１Ｌ，７１Ｈにそれぞれ駆動連結されている。駆動回路７２は、プリンタ２の印字動作を制御するコントローラ７４からの信号に応じてモータ７１Ｌ，７１Ｈを駆動するようになっている。
【００４０】
補給装置６４Ｍは、２つのトナー収容器にそれぞれ低反射濃度マゼンタトナーおよび高反射濃度マゼンタトナーが収容されることを除いて、補給装置６４Ｃと同様の構成を備える。
【００４１】
補給装置６４Ｙ，６４Ｋはそれぞれ、１つのトナー収容器に１種類のトナーが収容された従来のもので、本明細書では説明を省略する。
【００４２】
センサ６０Ｃ，６２Ｃからの検出信号は、コントローラ７４に出力されるようになっている。図には示していないが、その他のセンサ６０Ｍ，６２Ｍ，６２Ｙ，６２Ｋの検出信号もコントローラ７４に出力されるようになっている。以下に示すように、コントローラ７４は、現像ユニットの一つに関する検出信号に応じて対応する補給装置を制御して、トナー収容器から現像剤収容器に制御された量のトナーを補給する。
【００４３】
次に、図６とともに図７に示すフローチャートを参照して、シアン現像剤の補給シーケンスを説明する。このシーケンスは、例えば、プリンタ２を起動した場合や現像装置１０Ｃを予め決められた期間使用する毎に行われる。まず、ステップＳ１で、コントローラ７４は、検出信号がエンプティセンサ６２Ｃから出力されているか否かを判断する。検出信号が出力されていない場合、すなわち、十分な量のシアン現像剤が収容器１４Ｃに残っている場合、ステップＳ２に進み、コントローラ７４は、透磁率検出センサ６０Ｃから送られる信号に基づいて、検出電圧がｖＬ以上（混合比がＲＬ以上）であるか否かを判断する（このように、コントローラ７４は、透磁率検出センサ６０Ｃにより検出された収容器１４Ｃ内の混合現像剤の透磁率に基づいて２種類のトナーの混合比を計測する手段として機能する。）。検出電圧がｖＬ以上である場合、補給は行わず、現像装置１０Ｃはシアン現像剤を感光体ドラム４に供給できる状態となる（ステップＳ３）。その後、フローは終了する。
【００４４】
ステップＳ２で、検出電圧がｖＬより小さい場合（すなわち、現像剤収容器１４Ｃ内の低反射濃度シアントナーの量が不足）、ステップＳ４に進み、検出電圧がｖＬ以上ｖＨ以下（混合比がＲＬ以上ＲＨ以下）となるようにトナー収容器６６Ｌから現像剤収容器に低反射濃度シアントナーを補給する。その後、フローはステップＳ３に進む。
【００４５】
ステップＳ１で、エンプティセンサ６２Ｃから検出信号が出力されている場合、すなわち、十分な量のシアン現像剤が収容器１４Ｃに残っていない場合、ステップＳ５に進み、コントローラ７４は、透磁率検出センサ６０Ｃから送られる信号に基づいて、検出電圧がｖＬ以上であるか否かを判断する。検出電圧がｖＬ以上の場合、ステップＳ６に進み、検出電圧がｖＬ以上（混合比がＲＬ以上）に維持されるとともに検出電圧がｖＨ（混合比がＲＨ）を超えないよう低反射濃度および高反射濃度シアントナーを適当な量だけトナー収容器６６Ｌ，６６Ｈから現像剤収容器１４Ｃに補給する。その後、フローは終了する。
【００４６】
ステップＳ５で、検出電圧がｖＬより小さい場合（すなわち、現像剤収容器１４Ｃ内の低反射濃度シアントナーの割合が小さい）、ステップＳ７で検出電圧がｖＬ以上ｖＨ以下（混合比がＲＬ以上ＲＨ以下）となるようにトナー収容器６６Ｌ，６６Ｈから現像剤収容器１４Ｃに低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーの両方を補給する。このとき、低反射濃度シアントナーの補給量は高反射濃度シアントナーの補給量より多い。現像剤収容器１４Ｃ内に少量の高反射濃度シアントナーしか残らなくなるが低反射濃度シアントナーのみ補給してもよい。その後、フローはステップＳ３に進む。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、現像剤収容器１４Ｃ内の混合現像剤の混合比を計測するとともに混合現像剤がニアエンプティであるか否かを検出し、該混合比と検出結果に基づいて混合比が所定の範囲内になるようにトナー補給制御を行うことで、印字枚数が増えても安定して良質な画質を得ることができる。
【００４８】
本補給処理シーケンスでは、プリンタ２を起動した場合や現像装置１０Ｃを予め決められた期間使用する毎に行われるようにしたが、これに加えて、コントローラ７４がエンプティセンサ６２Ｃから現像装置１０Ｃがニアエンプティであることを示す信号を受けた場合に自動的に開始されるようにしてもよい。この場合、ステップＳ５〜Ｓ７が行われる。
【００４９】
マゼンタ現像剤の補給動作はシアン現像剤の場合と同一である。
【００５０】
イエローおよびブラック現像剤の補給動作は従来と同じである。すなわち、コントローラ７４は、エンプティセンサ６２Ｙまたは６２Ｋから検出信号を受けると、補給装置６４Ｙまたは６４Ｋを制御して、対応するトナーをトナー収容器から現像剤収容器１４Ｙまたは１４Ｍに補給する。
【００５１】
全ての現像装置１０Ｃ〜１０Ｋが感光体ドラム４に現像剤を供給可能な状態となれば、プリンタ２はプリント可能状態となる。
【００５２】
以上の説明は、本発明の一実施形態にかかるもので、本発明はこれに限らず種々改変可能である。例えば、上記実施形態ではキャリアを含まない一成分現像剤を用いたが、キャリアと反射濃度の異なる２種類のトナーとからなる二成分現像剤を用いることも可能である（詳しくは、本出願人により同日に出願した特許出願（発明の名称「画像形成装置および現像装置」参照。）。
【００５３】
また、上記実施形態では、シアン、マゼンタ現像剤のみ反射濃度の異なるトナーを混合してなる混合現像剤としたが、イエロー現像剤やブラック現像剤も混合現像剤としてもよい。
【００５４】
さらに、上記実施形態では、コントローラ７４は、混合現像剤収容器内のトナーの混合比を計測する混合比計測手段として機能させるとともに、該混合比と（現像装置１０Ｃが混合現像剤ニアエンプティか否かを検出する）エンプティセンサ６２Ｃからの検出信号とに応じて混合比が予め決められた所定の範囲となるよう補給装置６４Ｃを制御する制御手段として機能させるようにしたが、これら混合比計測手段および制御手段の機能を持たせた（コントローラ７４とは別の）コントローラ、現像装置、および補給装置を、画像形成装置に取り外し可能となるように現像ユニットとして一体化してもよい。
【００５５】
一般に、印字枚数が増えると、例えば、感光体ドラムの劣化（表面の削れ）による膜厚の不均一化や帯電装置の汚れなどに伴う帯電不均一化、あるいは、中間転写ベルトの傷などに伴う転写性の不均一化、などにより画像が劣化する。これに対処するために、上記実施形態において、例えば図８に示すように、印字枚数が増えるにしたがって連続的［図（ａ）］あるいは段階的［図（ｂ）］に混合比の下限を大きくなるように設定する。その結果、印字枚数が増えるにしたがって混合現像剤中の低反射濃度トナーの割合を増加するようにトナーの補給が行われるため、画像劣化を低減できる。例えば、印字枚数をカウントするカウンタや感光体ドラムの表面電位を検出するセンサとともに、図８に対応するデータを記憶する記憶部をプリンタ２に設け、コントローラ７４が上記カウンタ値や検出値とデータとに基づいて補給装置を制御するようにすればよい。上記実施形態では、混合比は、混合現像剤収容器内の混合現像剤中の低反射濃度トナーの割合が大きくなるに伴って大きくなるように定義されているが、代わりに、混合現像剤収容器内の混合現像剤中の低反射濃度トナーの割合が大きくなるに伴って小さくなるように定義すれば、印字枚数が増えるにしたがって上限を小さくするように設定すればよい。
【００５６】
加えて、混合現像剤収容器内に補給装置から過度のトナーが供給されることを防止するためのセンサ（例えば光学式のセンサ）を設けてもよい。
【００５７】
さらにまた、本発明は、カラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置（ブラックに限らない）にも適用できる。また、本発明はプリンタ以外の画像形成装置に適用できることも言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態を示す構成図。
【図２】（ａ）異なる反射濃度の着色剤を用いた低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーの例を示す図。（ｂ）異なる量の着色剤を用いた低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーの例を示す図。
【図３】感光体ドラムと現像ローラの電位差と、感光体ドラムに供給される低反射濃度シアントナーおよび高反射濃度シアントナーの量との関係を示すグラフ。
【図４】感光体ドラムと現像ローラの電位差と、感光体ドラムに供給される低反射濃度シアントナーおよび高反射濃度シアントナーの量の比との関係を模式的に示す図。
【図５】トナー混合比と透磁率検出センサの出力電圧との関係を示すグラフ。
【図６】図１のシアン用現像装置および該装置に現像剤を補給する補給装置を示す構成図。
【図７】シアン現像剤の補給処理を示すフローチャート。
【図８】印字枚数に応じて変化するようにした所望の混合比の範囲の例を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５９】
２  画像形成装置
１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ  現像装置
１４Ｃ，１４Ｍ  混合現像剤収容器
１４Ｙ，１４Ｋ  現像剤収容器
６２Ｃ，６２Ｍ  エンプティセンサ（検出手段）
６２Ｙ，６２Ｋ  エンプティセンサ
６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｋ  補給装置
７４  コントローラ（混合比計測手段、制御手段）
ＴＬ  低反射濃度シアントナー
ＴＨ  高反射濃度シアントナー
【図１】
2006047732.tif 000003
【図２】
2006047732.tif 000004
【図３】
2006047732.tif 000005
【図４】
2006047732.tif 000006
【図５】
2006047732.tif 000007
【図６】
2006047732.tif 000008
【図７】
2006047732.tif 000009
【図８】
2006047732.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月2日(2004.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
なお、特許文献２には、テストパッチ画像を感光体ドラム上に形成して該画像の反射濃度を検出し、テストパッチ画像の検出反射濃度が増加すると低反射濃度トナーをトナーホッパから補給する画像形成装置が記載されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
ステップＳ１で、エンプティセンサ６２Ｃから検出信号が出力されている場合、すなわち、十分な量のシアン現像剤が収容器１４Ｃに残っていない場合、ステップＳ５に進み、コントローラ７４は、透磁率検出センサ６０Ｃから送られる信号に基づいて、検出電圧がｖＬ以上であるか否かを判断する。検出電圧がｖＬ以上の場合、ステップＳ６に進み、検出電圧がｖＬ以上（混合比がＲＬ以上）に維持されるとともに検出電圧がｖＨ（混合比がＲＨ）を超えないよう低反射濃度および高反射濃度シアントナーを適当な量だけトナー収容器６６Ｌ，６６Ｈから現像剤収容器１４Ｃに補給する。その後、フローはステップＳ３に進む。